表面各向异性场对自旋波本征模的影响

考虑表面各向异性场,在非周期性边界条件下应用界面重参数化方法精确求解了两层铁磁耦合薄膜中的低能自旋波本征值,同时给出对应的本征模．结果表明：在A～B两层铁磁膜中自旋波本征模存在3种形式,分别为体模、界面模和禁闭模；而且表面各向异性场对本征模的表面、界面和传播性质影响很大．

表面各向异性对双层蜂窝状结构自旋波共振频率的影响

采用线性自旋波近似和格林函数方法,研究了磁晶各向异性、交换耦合和表面各向异性场对双层蜂窝状结构自旋波共振频率的影响。结果发现:随着表面各向异性场的增强,两支模自旋波共振频率绝对值呈线性增加(减弱)趋势,但表面各向异性对系统的能隙没有影响;此外,当层内交换耦合、层内各向异性增大时,均会增强表面各向异性场对共振频率的影响;两种层间交换耦合(层间各向异性)也会对系统的共振频率分别产生影响。

Cu-W薄膜表面形貌各向异性与相结构

提出了一种基于离散小波变换和分形几何概念定量描述薄膜表面形貌各向异性的新方法,并据此研究了磁控溅射Cu-W薄膜表面结构特征随退火温度的演变.结果表明,薄膜表面聚合过程有两个不同阶段:孔洞处形核和颗粒生长;薄膜表面形貌分形维数可很好地描述表面粗化程度.研究发现,表面形貌各向异性变化趋势对相结构变化敏感.指出这种结合小波变换和分形几何概念表征薄膜表面形貌的方法,可以较灵敏地探测到Cu-W薄膜表面结构各向异性变化.

弹塑性三维各向异性分形表面的接触分析

Weierstrass-Mandelbrot函数能模拟加权、随机重叠的隆起部状表面,该函数是更起作用通用的单变量标量.给出三维各向异性分形表面高度函数的推导过程,分析三维各向异性分形表面特征.将分形维数推广到三维的一般情况,给出弹性、完全塑性接触时单峰的实际接触面积与单峰的横截面积之间的不同关系.理论分析易适用于解释各向异性分形表面与不同材料行为.

各向异性表面近正入射反射米勒矩阵

以米勒矩阵理论为基础，推导出了各向异性表面近正入射反射米勒矩阵，该矩阵对于反射差别谱系统的设计、分析与优化等方面将会起到积极作用．

各向异性表面张力对深胞晶界面形态稳定性的影响

应用匹配渐近展开法和多变量展开法研究各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶界面形态稳定性的影响,通过寻找定向凝固系统的模式解获得了深胞晶界面形态满足的量子化条件.结果表明,与各向同性的定向凝固系统中深胞晶界面形态稳定性比较,考虑各向异性表面张力的定向凝固中深胞晶生长界面形态也有两种整体不稳定性机制:整体波动不稳定性和低频不稳定性.随着各向异性表面张力的增加,中性模式产生强振荡的枝晶结构的整体波动不稳定性的不稳定区域减小,中性模式产生弱振荡的胞晶结构的低频不稳定性的不稳定区域增加.

各向异性界面动力学与各向异性表面张力的相互作用对定向凝固过程中深胞晶生长的影响

通过应用匹配渐近展开法和多变量展开法研究了各向异性界面动力学与各向异性表面张力的相互作用对定向凝固过程中深胞晶生长的影响.结果表明:当各向异性界面动力学与各向异性表面张力的偏好方向之间相差角度为θ_0时,θ_0会对深胞晶生长形态产生影响;当0≤θ_0≤π/4时,随着θ_0的增大,深胞晶的指状界面全长减小,深胞晶根部的深度减小,根部附近界面的曲率减小,而曲率半径增大;当π/4≤θ_0≤π/2时,随着θ_0的增大,深胞晶的指状界面全长增大,深胞晶根部的深度增大,根部附近界面的曲率增大,而曲率半径减小.

各向异性随机表面光散射轮廓实验研究

用原子力显微镜对Si（100）晶片样品进行了表面形貌测量，发现了其高度分布的各向异性，通过推导和计算得出了一维正弦位相光栅散射各级极大的位置分布曲线，并将此曲线应用到样品表面光散射轮廓的测量中，对测量结果进行了定性分析，发现了散射轮廓主极大和次级大随入射角的变化关系，表面参量的提取有待于各向异性表面相关理论的进一步研究．

各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响

研究各向异性表面张力对定向凝固中共晶生长形态稳定性的影响.应用多重变量展开法导出了共晶界面表达式和扰动振幅的变化率满足的色散关系.结果表明,共晶生长系统有两种整体不稳定性机理:由非震荡导致的"交换稳定性"机理和由震荡导致的"整体波动不稳定性"机理.震荡有四种典型模式,即:反对称-反对称(AA-),对称-反对称(SA-)、反对称-对称(AS-)和对称-对称(SS-)模式.稳定性分析表明:共晶界面形态稳定性取决于Peclet数ε的某一个临界值ε_*,当ε大于临界值ε_*时,共晶界面形态不稳定;当ε小于临界值ε_*时,共晶界面形态稳定.随着各向异性表面张力增大,对应于AA-,SA-和SS-模式的临界值ε_(aa*),ε_(sa*)和ε_(ss*)随之减小,表明各向异性表面张力减小这三种模式的稳定性区域;然而,随着各向异性表面张力增大,对应于AS-模式的临界值ε_(as*)随之增大,表明各向异性表面张力增大AS-模式的稳定性区域.

磁性薄膜的次表面自旋波分布及影响因素分析

为了了解铁磁性薄膜中局域自旋波的性质,基于海森堡模型利用量子格林函数方法对铁磁性薄膜的自旋波分布进行了研究,分析了外部物理因素(温度和外磁场)和薄膜表面性质(表面各向异性和表面交换耦合)对表面布里渊区内次表面自旋波存在区域的影响,并比较了表面与次表面自旋波性质的差异.结果表明:温度和外磁场对次表面自旋波存在区域的影响规律相似,而表面各向异性和表面交换耦合对次表面自旋波存在区域的影响规律相似;次表面自旋波的存在区域始终小于表面自旋波的存在区域.

DF31导弹各向异性材料涂覆RCS缩减优化设计

在目标表面合理涂覆各向异性吸波材料,能够有效缩减目标的雷达散射截面。文章以DF31导弹为例子,提出了一种适用于复杂几何外形的各向异性吸波材料涂覆目标雷达截面缩减的优化设计方法。该方法由通用几何建模方法、各向异性材料电磁散射高频计算方法、常用遗传算法三部分组成,以各向异性阻抗为优化参量。仿真结果表明,采用各向异性吸波材料涂覆能够显著降低目标的雷达散射截面。

不同因素对铁磁性薄膜中表面自旋波频率的影响

为了了解铁磁性薄膜中表面自旋波的物理性质,采用量子格林函数方法研究了铁磁性薄膜中表面自旋波的频率,分析了温度、外磁场、表面交换耦合、表面各向异性、薄膜厚度和波矢对表面自旋波频率的影响.结果表明,声学和光学表面自旋波的频率随温度的升高而减小.随着外磁场、表面交换耦合、表面各向异性和波矢的增加,声学和光学表面自旋波的频率随之增加.随着原子层数的减小,声学和光学表面自旋波频率增大.但当薄膜的原子层数大于5时,薄膜厚度对声学和光学表面自旋波频率的影响很小.

高极化纯度的超表面透镜设计与应用

针对超表面在透镜方面的应用,基于各向异性超表面单元设计了一款高极化纯度的聚焦超表面透镜,并探讨了其在高增益高极化纯度天线方面的应用.设计了一款具有极化滤波特性的各向异性超表面单元,单元对x极化波保持高透性的同时,对y极化波保持近乎为零的透射率.利用该型单元设计了焦距为30 mm、阵列大小为105 mm×105 mm、单元数为21×21的聚焦超表面透镜.根据光路可逆原理,焦点处发出的球面波被超表面透镜有效转化为平面波,从而达到提高天线增益的目标.实验中分别用不同极化形式的球面波照射聚焦超表面来研究超表面对不同极化波的控制特性.结果表明,x极化波照射时,超表面工作于透镜模式,球面波转化为平面波,天线增益大大提高;y极化波照射时,超表面类似于金属板,将入射波全部反射;x/y极化混合波照射时,天线增益大大提高,且极化隔离度高于25 dB,充分说明设计的聚焦超表面在提高x极化波增益的同时可高效滤除y极化波,达到了高增益高极化纯度的目标.

表面非对称反应构筑双节点有机金属网格

非对称反应是指有机分子中的等价反应活性位点差异化地发生不同的反应。这类反应使得利用简单前驱体制备结构复杂的产物成为可能,因而在合成化学和材料科学中具有重要意义。然而,在传统的湿法合成化学中,受限于反应环境的均一性和不可控性,非对称反应很难实现。幸运的是,表面化学合成作为一种有效的自下而上的制备手段1–4,为实现非对称反应提供了新的思路。固体表面各向异性的晶格结构及多种多样的表面位点为分子提供了非均一的反应环境5,6;表面特有的二维限域效应和模板效应则进一步提高了反应的可控性7,8—这些都有利于非对称反应的发生。

各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶生长的影响

利用匹配渐近展开法和多变量展开法求出定向凝固深胞晶生长的浓度场和界面形态的全局渐近解,研究各向异性表面张力对定向凝固深胞晶生长的影响.结果表明,各向异性表面张力对定向凝固过程深胞晶生长有显著的影响.随着各向异性表面张力增大,胞晶前端部分浓度减小而胞晶界面收缩;胞晶根部的浓度增大而界面曲率增大或根部的曲率半径减小,各向异性表面张力使得深胞晶界面振幅增加.本文结果能够计算定向凝固过程中深胞晶生长的浓度、界面形态.

CoSiB/FeNbCuSiB和FeNbSiB/FeSiB双层薄带的表面和块体磁各向异性

O.Zivotsky等人采用现代平面流动制造工艺,制造了这些双层薄带,并借助X-射线衍射测定,证明全是非晶态,带厚均为36μm,中间层厚为若干μm。薄带的弯曲导至块体表面各向异性,磁光kerr效应和振动样品磁强计测量也证明如此。

锂金属电池枝晶生长及其抑制机理

锂金属被认为是锂电池负极材料最理想的选择之一,具有较高的理论容量(3860 mA∙h/g)和最低的负还原电位(−3.040 V(vs SHE))等优点。然而在充电过程中易在负极表面生长出锂枝晶,导致电池短路和降低电池利用效率。尽管大量研究已获得了枝晶的有效抑制方法,但枝晶生长和抑制机理仍不明确。本文系统讨论了锂金属负极材料表面枝晶生长机理以及表面特性、电化学性质对枝晶生长的影响机理。首先基于相场法建立了锂枝晶生长模型,并通过实验验证了模型的准确性;然后结合数学模型和电化学实验,研究了枝晶初始成核间距、表面能各向异性强度、界面电化学驱动力等因素对锂枝晶生长的影响规律。结果表明:小的初始成核间距和低界面能各向异性强度均可降低负极锂金属沉积表面粗糙度,从而抑制锂枝晶生长;锂枝晶生长受界面电化学驱动力影响,降低成核过电位可有效抑制锂枝晶生长。

基于各向异性表面的液滴驱动

驱动液滴实现各种动态行为在生物医学、微流控、痕量检测等领域具有重要应用。液滴的驱动主要依赖于对液滴不同位置受力的调节。具有浸润性差异或结构差异的各向异性表面,在对液滴进行驱动时具有操作简便、节约能源等优势,逐渐成为液滴操控领域的研究热点之一。本文结合本课题组的研究工作,对近年来利用各向异性表面驱动液滴的相关研究进行了综述。首先,分析了各向异性表面驱动液滴的基本原理。依据制备方法的不同,将各向异性表面分为浸润性各向异性表面、结构各向异性表面和协同各向异性表面三类,分别归纳了其常见制备方法和在液滴驱动领域的主要应用。最后,本文对各向异性表面驱动液滴的局限性和发展方向进行了总结和展望。